新型铠装移开式封闭开关柜问世

川铁电气股份有限公司始终坚持技术创新保持企业可持续发展。每年都有足够的技术创新资金投入，坚持现代技术和传统技术结合，老中青技术人员结合，发挥专业配套的技术团队作用。坚持开发新产品要“保证使用、方便维修，兼顾制造和降低成本”的理念，有计划、有步骤的开发、储备和生产新产品，服务于电气化铁道牵引供电技术发展和牵引供电市场的需求开发新产品。近年来，卓有成效地开发成功新型铠装移开式封闭开关柜替代箱式开关柜，投放电气化铁道牵引供电市场，满足电气化铁道牵引供电技术发展需要的产品升级和换代，保证牵引供电技术安全。

开发新型铠装柜理由

随着我国铁路的高铁和普铁牵引供电技术发展和铁道勘察设计院陆续提出产品升级换代的要求，保证供电线路质量，防护等级要求更高，防止箱式开关柜事故的再次发生，立项开发新型铠装移开式封闭开关柜替代传统的网栅结构和箱式开关柜，用于27.5kV单相交流 50Hz 的电气化铁道供电系统的牵引变电所、分区亭、开闭所，做为开、合负载和开断故障电流专用的开关设备，对牵引供电电路进行控制和保护。

产品特征和产品创新点

新型铠装移开式封闭开关柜通过推广应用，具有鲜明的产品特征和技术优势，推进和加快供电开关柜的更新换代，可替代网栅结构和箱式开关柜。

1、新型铠装移开式封闭开关柜特征

（1）结构特征

新型铠装移开式封闭开关柜，获准了国家行业型号使用证KYN101A型，其结构设计成铠装隔室结构，分别由断路器室、母线室、馈线电缆室、仪表室、活门机构和防止误操作的联锁装置、泄压装置、安全接地防护和防凝露措施等组成。

1）断路器室

由新型固封极柱式小型化断路器、断路器手车、电压互感器手车和隔离手车、导向导轨和相关电器元件组成。同类手车都可以准确的互换，在柜内都有试验位置和工作位置的锁定状态。由丝杠推进机构实现各类手车的推进和退出，保证各类手车准确地投入运行和退出运行或当发生故障时进行快速切断，各类手车可关门操作，通过观察窗可以观察到各类手车位置和分合状态，保证无故障线路的正常运行。

2）母线室

由主母线和分支母线、连接绝缘套管和热缩绝缘套管等组成。主母线和分支母线都套有热缩绝缘套管，形成复合绝缘。可根据双极供电系统，提供双极母线供电方案。

3）馈线电缆室

适用于电缆连接也可以适用于铜排连接。铜排连接可以不需要电缆沟，完全可以满足电缆进、出线和架空进、出线等方案。也可以根据主回路方案设计需要，可以安装接地开关、避雷器和带电显示装置等。

4）仪表室

按照需要安装各种计量仪表、操作开关、按钮和各类综合保护装置，便于计量、观测和操作。

5）防止误操作的联锁装置

一是防止带负荷合闸。柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置；二是防止带接地线合闸。柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进行合闸；三是防止误入带电间隔。柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁；四是防止带电挂接地线。柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入；五是防止带负荷拉刀闸。柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。

6）活门机构

活门机构设计采用链式传动结构，保证断路器从试验位置到工作位置过程中自动打开，反向移动时自动关闭，有检修锁定装置，保证有效隔离。保证检修人员不会触及带电体。

7）接地防护

馈线电缆室内设有接地铜排，贯通接地回路，用于直接接地，使开关柜本体、各隔室和各类手车框架都处于良好的接地状态，保持运行和人身安全。

8）泄压装置

在断路器室、母线室、馈线电缆室都设有单独的泄压通道和泄压装置，当发生故障时，各室内部高压气体通过泄压通道和泄压装置释放压力，以确保操作人员和铠装柜的安全。

9)具有架空进、出线、电缆进、出线和其他要求的功能方案；

10)新型铠装柜柜体防护等级高，柜体可达到IP4X防护,断路器、各隔室可达到1P2X防护。

11)防凝露措施

具有防止在温度或湿度变化较大的气候环境中产生凝露而带来危害，在断路器室和馈线电缆室分别装设电子加热器。

12)可加装带电显示装置和触头测温装置。

新型铠装开关柜，按照用户需求，可以装设监视一次回路的带电状态的带电显示装置和触头测温装置，显示高压回路带电状态。

（2）重点参数特征

新型铠装移开式封闭开关柜，满足国标GB/T28428-2012《电气化铁路27.5kV和2×27.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》、GB11022-2011高压开关设备和控制设备标准的公用技术要求和行业（铁标）标准TB/T2803-2003、JB/T385-2008规定的条款和供电部门使用要求。

a断路器电寿命开断30次，开断电流2500A，机械寿命30000次;

b铠装柜通过了“内部故障”型式试验；

2、铠装柜的主要创新点和优点

新型铠装移开式封闭开关柜开发设计实践过程中，坚持采用高新技术，实现高起点、高标准、高可靠性、低成本的理念。获取了多项技术创新点和技术专利，使新型铠装移开式封闭开关柜，实现了高质量和高可靠性，较长的使用寿命和较低的维护成本，满足了电气化铁道牵引供电技术发展使用要求。

1）创新小型化固封极柱断路器

固封极柱断路器具有大电流2500A开断能力，保证供电线路发生故障，可靠地分断线路。防止了开断能力偏小引起频繁跳闸和偏高负载、过载不跳闸；具有体轵小，外形尺寸仅有1685（高）×895（深）×592（宽）厘米；具有足够绝缘强度，无污染、无爆炸危险和操作安全等特点。

2）优选创新的模块化操作机构

机构采用齿轮传动储能，提高传动效率，增加传动的平稳性，保证传动精度与效率，解决了断路器因长期运行造成的卡滞现象和因长期动作造成塑性变形，引起的机械特性变化。

3）创新选用固封极柱灭弧室代替传统的灭弧室

将超低电阻值的真空灭弧室和导电元件浇注到环氧树脂中以实现固体绝缘，可以免受灰尘、潮气、凝露和污秽的影响，提高了断路器的环境适应性和绝缘的可靠性，保证满足GB/DL 标准规定的二级污秽地区爬距要求。

4）创新柜体加工方法和优选柜体材料

柜体结构材料选用具有强抗腐蚀与抗氧化的敷铝锌钢板，经过CNC机床加工成双重折弯的型材，保证有足够的机械强度和刚度，用高强度拉铆螺母和高强度螺栓联接组装，保证了零部件通用化和互换性，更便于产品组装和现场安装调试。

5）运行连续性能力高。

运行连续性丧失类别为LSC2B-PM，即打开功能单元的主回路隔室，该功能单元的其他隔室可以连续运行。可在主回路带电的情况下，对开关柜其他隔室进行检修维护。

6）内部隔板是连续并接地的金属隔板/活门，根据GB/T3906隔板等级为PM级，高于PI级。PI级即内部具有一个或多个非金属隔板/或活门。

7） IAC级开关设备。

产品等级为IAC级，AFLR，即开关柜为内部电弧级开关设备，安装在仅限于操作人员可触及的场所，试验考核柜体的前面、侧面及后面。

8）外壳防护等级高。

产品达到IP4X；可防止直径1.0mm及以上的固体异物进入，防止直径1.0mm长100mm的试验导线接近危险部件。

9）安全性能高。

具有足够的结构强度、故障泄压通道、闭门操作和五防联锁，有效的防止误操作，更加保证了安全。

10）产品符合GB /T 28428、TB/T 2010和GB /T 3906等标准的要求。

3、铠装柜技术专利

新型铠装移开式封闭开关柜，获有9项技术专利：带有变压器室的铠装式金属封闭开关柜；带有电压互感器手车式铠装式金属封闭开关柜；带有架空出线的铠装式金属封闭开关柜；电气化铁道铠装式金属封闭开关柜；电气化铁道铠装式金属封闭开关柜导轨装置；电气化铁道铠装式金属封闭开关柜的活门结构；电气化铁道铠装式金属封闭开关设备的断路器室结构；户内固封极柱式断路器；铠装式金属封闭开关设备的架空出现及负荷开关柜。

产品型式试验与产品技术鉴定

新型铠装移开式封闭开关柜，按照国家新产品开发条例，进行了产品型式试验，验证了开发设计和制作工艺符合设计标准。经国家级（AQTC）机械工业高压电器设备质量检测中心，按照国家标准GB/T28428-2012、GB/T1984-2003和行业（铁标）标准TB/T2803-2003、JB/T385-2008的有关条款，进行了绝缘、回路电阻、温升、短路耐受电流和峰值耐受电流、防护等级、关合和开断能力、机械操作寿命和机械特性测量等项的试验验证，并进行了强制性“内部故障”试验。各项技术指标均达到和高于国家和行业标准。特别是产品通过强制性“内部故障”试验后，“新型铠装移开式封闭开关柜形态完好，压力释放装置正常打开，在规定时间内柜体没有开裂现象，热气体没有燃点指示灯等”。

在完成试制、挂网试运行、型式试验的基础上，2014年6月8日由天津市科学技术评价中心组织省部级新产品鉴定会，邀请了郑州局、柳州局、济南局、中铁电化局、中铁建电化局、有关铁路设计院和朔黄铁路公司等单位参加鉴定会。并邀请了19位资深专家担任鉴定会评委，对新型铠装移开式封闭开关柜进行了技术鉴定，评委专家给出了鉴定评价和评语:“------新型铠装移开式封闭开关柜产品结构先进、性能可靠、产品达到国内领先水平，可以批量生产，同意通过省部级鉴定--------”。

产品使用条件和产品推广应用

1、正常使用条件

a)周围空气温度不超过40℃，且在24h内测得的平均值不超过35℃。

最低周围空气温度为-5℃。

b）阳光辐射的影响可以忽略。

c）海拔不超过2000m。

d）周围空气没有明显地受到尘埃、烟、腐蚀性和/或可燃性气体、蒸气或盐雾污染。

e）湿度条件如下：

——在24h内测得的相对湿度的平均值不超过95%；

——在24h内测得的水蒸气压力的平均值不超过2.2 kPa；

——月相对湿度平均值不超过90%；

——月水蒸气压力平均值不超过1.8 kPa。

在这样的条件下偶而会出现凝露。

f) 来自开关设备和控制设备外部的振动或地动是可以忽略的。

g) 在二次系统中感应的电磁干扰的幅值不超过2000V。

注：超出上述使用条件时，与川铁股份有限公司协商确定。

2、推广应用

新型铠装柜经过型式试验、挂网试运行和省部级新产品技术鉴定，先后向有关电气

化设计研究院、铁路局供电处、供电段进行多次推广和交流，普遍认为“新型铠装柜是高新技术产品，有独到的创新点，解决了箱式柜存在的不安全因素，是替代箱式柜升级换代的新产品”。现已用于青阜线、西安和谐型大功率机车检修段等，并与多条新建铁路线路形成使用意向。

铠装柜与箱式柜

川铁 KYN101A-31.5铠装式开关柜与市场同电压等级开关柜特征的主要技术优势。

序号		川铁铠装柜	++++箱式柜	++++固定柜	++++箱式柜
1	型号	KYN101A-31.5	XYN-27.5	KGN8-27.5	XYN21-27.5
1	名称	铠装移开式交流金属封闭开关设备	箱型移开式交流金属封闭开关设备	铠装固定式金属封闭开关设备	箱型移开式户内交流金属封闭开关设备
2	断路器安装方式	手车式	手车式	固定安装	手车式
3	活门机构	有	无	无	无
4	断路器	小型化固封极柱式弹簧操作机构	敞开式弹簧操作机构	绝缘筒弹簧操作机构	敞开式永磁操作机构
5	维护检修	电流互感器与断路器手车一体，可在母线带电情况下移出维护检修，维护简单	断路器手车在母线带电时不能移出维护	电流互感器固定安装在馈线室，维护时必须停电；断路器固定安装，无法互换	断路器手车在母线带电时不能移出维护
6	燃弧试验	通过内部故障型式试验，为AFLR类 IAC级设备：均为31.5kA，0.5s	否	BFLR断路器室为20kA，0.8s 电缆室为20kA，0.2s	无
7	防护性能	IP4X（柜体）、IP2X（柜内），可关门操作，防止接触到所有的带电部件	IP4X（柜体），无（柜内）开门操作，不能防止接触到带电部位	IP4X（柜体）IP2X（柜内）可关门操作，防止接触到所有带电部件	IP4X（柜体），无（柜内）开门操作，不能防止接触到带电部位
5	五防联锁	完善，可有效防止误操作和误入带电间隔	不完善	不完善	不完善
6	故障隔离	铠装隔室结构，可有效隔离故障，防止故障蔓延	非铠装隔室结构，出现故障，直接蔓延整个开关柜内	柜内分仪表室、断路器室、母线室和电缆室，可有效隔离故障，	非铠装隔室结构，出现故障，直接蔓延整个开关柜内
7	模块化	操作机构模块化、固封极柱模块化、电流互感器和断路器一体模块化、地刀和避雷器模块化	/	/	/
8	隔板等级	PM：金属隔板	无隔板	PM：金属隔板	无隔板
9	柜体更换	方便	能	困难	能
10	断路器更换	方便	方便	困难	方便

小结

新型铠装移开式封闭开关柜，经过运行试验、产品型式试验、新产品鉴定和推广应用实践，完全满足国家标准和行业标准规定的功能，是替代网栅结构和箱式柜升级换代的新产品。具有高新技术含量高，保证使用安全可靠、免维护、操作方便、便于检修、长寿命、价格低的特点。用于27.5kV单相交流 50Hz 的电气化铁道供电系统的牵引变电所、分区亭、开闭所，作为开、合负载和开断故障电流专用的开关设备，对电路进行控制、保护的新产品，有着广泛的潜在市场。